DK146225B - Fremgangsmaade til fremstilling af komprimerede sandsoejler i jorden - Google Patents

Description

i 146225

Den foreliggende opfindelse vedrører en fremgangsmåde til fremstilling af komprimerede sandsøjler i jorden, og af den i kravets indledning angivne art.

Ifølge en fra DE-OS 20 29 487 kendt fremgangsmåde for 5 fremstilling af komprimerede sandsøjler i jordsmonnet går man frem på følgende måde: Først drives foringsrøret i hul tilstand ned i jordsmonnet til en forudbestemt dybde, hvorefter det neddrevne forings rør trækkes et passende stykke opefter, hvorpå foringsrøret fyldes med sand 10 indvendig. Det påfyldte sand tvinges til at strømme ind i den hulning, der er dannet i jorden ved den nedre ende af foringsrøret ved udtrækningsprocessen, hvorefter foringsrøret igen drives ned i jorden for at komprimere det sand, der er strømmet ind i hulningen. Herefter trækkes forings-15 røret lidt opefter, og den samme proces gentages, indtil der er formet komprimerede, korte sandsøjler efter hinanden fra den ønskede dybde og op til jordoverfladen. De i den bløde jord dannede komprimerede sandsøjler har en diameter, der er ca. 1,3 - 2 gange større end foringsrørets. Efter 20 formningen lægger de komprimerede sandsøjler et tryk på den bløde omgivende jord, hvorved vandindholdet i den bløde jord hurtigt tømmes ud af jordoverfladen gennem sandsøjlerne. Dette stabiliserer den bløde jord i en komprimeret og forstærket tilstand. Denne fremgangsmåde kan 25 udføres effektivt på et yderst blødt jordsmon og erstatte fremgangsmåder med skrabning eller sandudskiftning.

Ved isætningen af de ovenfor nævnte komprimerede sandsøjler er det muligt at bedømme mængden -af det sand, der er ført ind i foringsrøret, ved målinger på jorden. Men det er van-30 skeligt at bedømme om en isat komprimeret sandsøjle har en tilstrækkelig styrke i forhold til den ønskede, beregnede styrke. Det er følgelig ofte nødvendigt at træffe en ekstra forholdsregel, såsom at fremstille et ekstra antal kompri- 2 146225 merede sandsøjler, som man har fundet nødvendige som et resultat af en undersøgelse af jordsmonnet, efter at en første fremstilling af komprimerede sandsøjler er afsluttet.

Set ud fra konstruktionsplanen og virkningen af jordforbed-5 ringen af de komprimerede sandsøjler ved stabilisering af konstruktionsarbejder på blød jord må blandt andet følgende vigtig faktor for fremstillingen kontrolleres: Tætheden af eller vægtfylden for den komprimerede sandsøjle, der fremstilles, eller styrken af sandsøjlen. Da fremstillingen 10 af sandsøjlerne udføres under jorden, kunne man ved fremstilling af kendte, komprimerede sandsøjler kun opnå den Ønskede styrke for de komprimerede sandsøjler ved at stole på erfaringen og dygtigheden af det betjeningsmandskab, der betjener sandsøjlefremstillingsapparatet.

15 Det er følgelig den foreliggende opfindelses formål at anvise en fremgangsmåde for fremstilling af komprimerede sandsøjler, hvor fremstillingen gennemføres, medens tilstanden for de komprimerede sandsøjler under fremstillingen løbende udfindes og kontrolleres således, at de komprimerede 20 sandsøjler fremstilles i overensstemmelse med de ved beregning fundne krav, og således at man sikrer, at den komprimerede sandsøjle ikke afbrydes et eller andet sted undervejs eller får en fejlagtig udformning, ved at sikre, at den komprimerede sandsøjle har en tilstrækkelig styrke.

25 For at tilgodese dette formål er fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del anførte, hvorved man sikrer, at styrken af sandsøjlen når en forudbestemt referenceværdi for dybde/ sandsøjlestyrken, og en registrering til kontrol af det 30 udførte arbejde, og en fremgangsmåde, der husker beregnede referenceværdier for dybde/sandsøjlestyrken og sikrer, at sandsøjlens styrke falder sammen med de beregnede reference- 3 146225 værdier.

Ved den foreliggende opfindelse anvises således en fremgangsmåde for fremstilling af komprimerede sandsøjler, der ikke baserer sig på intuitionen for produktionsapparatets 5 betjeningsmandskab, idet man under fremstillingen af de komprimerede sandsøjler løbende måler og kontrollerer styrken af sandsøjlen, hvilket er en principal værdi, der er bestemt ved beregningen af de komprimerede sandsøjler. Herved er det muligt at opnå en fremstilling af komprimerede sand-10 søjler, der er gunstig og pålidelig og netop svarer til det beregnede. Under fremstillingen kan man samtidig bedømme og korrigere hver gang, der er variation i det jordsmon, hvori sandsøjlerne skal fremstilles, således at man hele tiden afpasser fremstillingen i forhold til de be-15 regnede værdier, hvorved man gør det muligt at fremstille komprimerede sandsøjler, der er meget nøjagtige.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en række snit for at forklare de efter hin-20 anden følgende trin ved fremstillingen af en komprimeret sandsøjle, fig. 2 et snit til kort forklaring af et eksempel på et dybdemåleorgan, der er brugt i fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, 25 fig. 3 et snit til kort forklaring af et eksempel på et styrkemåleorgan brugt i fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 4 et snit til kort forklaring af et eksempel på et registreringsapparat benyttet ved fremgangsmåden ifølge den 30 foreliggende opfindelse, 4 T46225 fig. 5 et snit til kort forklaring af et eksempel på et registreringsorgan benyttet ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 6 en grafisk fremstilling, der viser et eksempel på 5 en registreret kurve, der viser henholdsvis dybden (fig. 6a) og styrken (fig. 6b) af sandsøjlen i forhold til tidsaksen, fig. 7 en grafisk fremstilling, der viser et eksempel på en kurve af dybden i forhold til styrken af sandsøjlen, fig. 8 et blokdiagram over kontroludstyret, der benyttes 10 ved fremgangsmåden for den foreliggende opfindelse, og fig. 9 en målerdel af en betjeningsmåler, der benyttes til at kontrollere styrken af sandsøjlen, set forfra.

Ved fremstilling af en komprimeret sandsøjle bruges en foroven monteret motordreven enhed 2, som frembringer en 15 vibrations- eller stødkraft med en hurtig cyklus, sammen med et stålforingsrør 1. Røret 1 har foroven en tragt 3 for tilføring af sand og forneden en halsdel 4 eller et åbnings- og lukkedæksel for at forhindre, at sandet strømmer tilbage. En komprimeret sandsøjle 5c med en større dia-20 meter end rørets 1 diameter, og som strækker sig fra en forud bestemt dybde til jordoverfladen, fremstilles ved at -drive røret 1 ned i jorden til den forud bestemte dybde ved hjælp af vibrations- eller stødkraften (fig. 1, I), - hælde sand 5 ind i røret 1 gennem tragten 3 (fig. 1,11), 25 - trække røret 1 et passende stykke op og udtømme det sand 5, der er i røret 1, i et under rørets 1 nedre ende dannet rum (fig. 1, III), 5 146226 - drive røret 1 et passende stykke ned igen ved hjælp af vibrations- eller stødkraften, således at det udtømte sand komprimeres ind i rummet ved rørets 1 nedre ende, samtidig med at sandet udbreder sig i det omgivende jordsmon (fig. 1, 5 IV), og - gentage denne operationscyklus indtil jordoverfladen nås (fig. 1, V).

Fremstillingen af den komprimerede sandsøjle udføres som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1, og et dybde-10 måleorgan benyttes for til stadighed at finde dybden D

under jorden for rørets 1 nedre ende. Det i fig. 2 viste dybdemåleorgan er konstrueret på en sådan måde, at en udspændt tråd 6 er forbundet til rørets 1 øvre del og ført rundt om en dybdemålende tromle 7, hvorved rørets 1 op-15 og nedadgående bevægelse ændres til drejning af den dybdemålende tromle 7. Tromlens 7 drejning ændres til en modstandsændring i et potentiometer 8, der er forbundet med den dybdemålende tromle 7, hvorved man fra potentiometeret 8 får en udgangsspænding Vd, der er proportional med rørets 1 dybde, 20 hvorved dybden af foringsrøret 1 registreres.

Det er nødvendigt til kontrol af sandsøjlen at gennemføre fremstillingen under stadig kontrol af sandsøjlens styrke.

Når den jord, der skal stabiliseres, er sandjord, vil virkningen af den komprimerede sandsøjle bestå i en forøgelse 25 af jordens styrke på grund af en formindskelse af det gennemsnitlige tomrumsforhold i jorden, og når den jord, der skal stabiliseres, er lerjord, vil virkningen være en forøgelse i forskydningsmodstanden af det såkaldte "sammensatte jordsmon", d.v.s. kombinationen af styrkeforøgelsen på grund af 30 konsolideret dehydrering af den omgivende lerjord ved udvidelsen af sandsøjlen og den store indre friktionsvinkel : 146225 6 af selve den komprimerede sandsøjle. Det, der har betydning ved stabilisering af blød jord ved fremstilling af komprimerede sandsøjler, er følgelig, at gå frem med beregningerne, idet man korrekt forudvurderer styrken af den oprindelige 5 jord, og fremstille sandsøjler, der har en forud bestemt styrke (tæthedsgrad), der er baseret på beregningen.

Nedenfor gives en forklaring på fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, hvor fremstillingen af den komprimerede sandsøjle udføres under måling og kontrol af 10 styrken af den komprimerede sandsøjle.

Styrkemåleorganet for sandsøjlen, der er vist i fig. 3, benyttes i forbindelse med en motordrivenhed 2, hvor, under anvendelse af de fundamentale principper for formlen for faldhammer, der benyttes ved pæledrivning, styrken C af 15 jordsmonnet eller sandsøjlen kan beregnes ud fra formlen: C = m x (-E + ^ + η (I) V + α hvor E = den elektriske kraft, der forbruges i en motor M for motordrivenheden 2, V = gennemtrængningshastigheden ved drivningen eller gen-20 neddrivningen af foringsrøret, m, n, 2, β = konstanter.

Herved omdannes foringsrørets 1 nedtrængningshastighed til en spænding ved hjælp af et nedtrængningshastighedsmåle-organ 27, der er forbundet til dybdemåleorganet 7. På den 25 anden side konverteres den elektriske kraft, der forbruges i motoren M af motordrivenheden 2, til en elektrisk spænding ved hjælp af et kraftmåleorgan 28. Begge spændingerne be- 7 146225 handles på basis af ligning (1) i et beregningsorgan 29, og en spænding Vc, der svarer til styrken C a£ sandsøjlen, beregnes i beregningsorganet 29. Med hensyn til styrkemåle-organet er det også muligt at benytte sådanne, hvor styrken 5 opnås ved måling af belastningen på foringsrøret.

Med hensyn til registreringsorganet til tegning af en kurve af spændingsændringerne Vc, Vd ved hjælp af registreringspenne fra styrkemåleorganet opnået som ovenfor omtalt og fra det ovenfor omtalte dybdemåleorgan benyttes et regi-10 streringsorgan (fig. 4 og/eller fig. 5). Ved det ene tegnes Vc og Vd i forhold til tiden ved penne (17', 17), og ved det andet tegnes Vc i forhold til Vd ved en pen 22. Dette registreringsorgan er udformet på en sådan måde, at det ikke registrerer meningsløst målte værdier af styrken, såsom de 15 værdier, der måles under optrækningen. En i fig. 6 vist registreret kurve er opnået ved hjælp af et registrerings-organ, der svarer til det i fig. 4 viste, og en i fig. 7 vist registreret kurve er opnået ved et registreringsorgan, der svarer til det i fig. 5 viste. På de i fig. 6a og 6b 20 viste registrerede kurver er dybden D, styrken Gs af det oprindelige jordsmon og styrken C af den komprimerede sandsøjle indtegnet i forhold til tidsaksen t, og på den i fig.

7 viste registrerede kurve er styrken Gs af den oprindelige jord og styrken C af den komprimerede sandsøjle indtegnet, 25 d.v.s. at det er en dybde-sandsøjlestyrkekurve.

Ved således at udføre genneddrivningen for foringsrøret 1 under bekræftelse af, hvorvidt sandsøjlens styrke har nået en referenceværdi af den forud bestemte dybde- sandsøjlestyrke, der er krævet ved beregningen fra den ovenfor nævnte 30 registrerede kurve, er det muligt kvantitativt at sikre, at styrken af sandsøjlen i forskellige dybder af den komprimerede sandsøjle, der er under fremstilling, er konform med de forud foretagne beregninger. I dybde-sandsøjlestyrkekurven, der er vist i fig. 7, viser den punkterede linie 146225 8 en referenceværdi for en forud bestemt dybde-sandsøjlestyrke. Ved at anbringe registreringen af dybde-sandsøjlestyrkekurven på en sådan måde, at betjeningsmandskabet direkte kan iagttage den, og ved at udføre betjeningen af 5 foringsrøret 1 samtidig med, at man bekræfter, hvorvidt sandsøjlestyrkelinien, der registreres på den grafiske fremstilling, når til en forud bestemt referencelinie for dybdesandsøjlestyrken, er det muligt nemt og sikker at opnå en tilfredsstillende styrke for en sandsøjle under fremstil-10 ling.

Den grafiske registrering af dybden i forhold til sandsøjlestyrken benyttes direkte til målingskontrol af den under fremstilling værende komprimerede sandsøjle, og den benyttes selvfølgelig samtidig som en historisk dataregistrering af 15 fremstillingen for den komprimerede sandsøjle.

Af de ovenfor anførte grunde udføres registreringen af dybde- sandsøjlestyrkekurven som en registreringsjournal, og samtidig anvises et særskilt betjeningsmåleapparat 31, der er forbundet til et registreringsorgan 30, som vist i fig.

20 8, der er udformet, så det kan huske en forud bestemt re ferenceværdi for 'dybde-sandsøjlestyrken, der. er opnået fra beregningerne. Det foretrækkes, at genneddrivningen af foringsrøret ved fremstillingen af den komprimerede sandsøjle udføres af betjeningsmandskabet under kontrol af genned-25 drivningsoperationen på grundlag af angivelser på betjeningsmåleapparatet 31. Fig. 9 viser en udførelsesform for det ovenfor nævnte betjeningsmåleapparat 31, og måleapparatet er konstrueret på en sådan måde, at den forud bestemte referencelinie Cd for sandsøjlestyrken, der er opnået fra 30 konstruktionsberegningerne for forskellige dybder D, er vist ved en brudt linie, medens den tilsvarende sandsøjlestyrke C ved genneddrivningen af foringsrøret 1 er vist ved den nedre del. Betjeningsmandskabet skal følgelig kun udføre genneddrivningen af foringsrøret 1 under iagttagelse af måle-35 apparatet, indtil sandsøjlestyrken C når til den stilling, 146225 9 der er vist ved den brudte linie på måleapparatet. Det er overflødigt at sige, at der også kan benyttes andre indikationsformer.

Ovenfor er den fremgangsmåde forklaret, hvor betjeningen 5 af foringsrøret udføres ved måling af sandsøjlestyrken, der er en vigtig faktor ved fremstilling af komprimerede sandsøjler. Når blød jord stabiliseres ved hjælp af komprimerede sandsøjler, beregnes de komprimerede sandsøjlestyrker almindeligvis på grundlag af forudgående jordundersøgelser, 10 men der kan ofte forekomme et tilfælde, hvor jordbetingelsen på arbejdsstedet for sandsøjlefremstillingen afviger i nogen grad fra de ved beregningen forudsatte betingelser.

Ved udførelsen af individuelle fremstillinger af komprimerede sandsøjler kan det nemlig forekomme, at (I) sandsøjlestyrken 15 enten er tilfredsstillende, (II) eller er utilstrækkelig, hvilket sidste konstateres ved fremstilling af komprimerede sandsøjler i lerlag, og det er nødvendigt at forstærke den utilstrækkelige sandsøjlestyrke ved at udføre en forøgelse udover den planlagte værdi af det trykudtømte sandvolumen.

20 Et af de karakteristiske træk for den foreliggende opfindelse er at udfinde eller måle styrken af det oprindelige jordsmon i en dybde ved den nedre ende af foringsrøret under neddrivningen af foringsrøret (ved at betragte det som en søjle) for fremstilling af den komprimerede søjle ned til 25 den først bestemte dybde (jfr. fig. 1, II). Styrken af det oprindelige jordsmon kan udfindes ved hjælp af det ovenfor omtalte styrkemåleorgan. Det vil sige, at i den registrerede kurve, der er vist i fig. 6 og 7, viser Gs styrken for det oprindelige jordsmon. Det er følgelig muligt fra denne kurve 30 at aflæse jordstyrken på arbejdsstedet for udførelsen af den komprimerede sandsøjle ved at drive foringsrøret ned til den først bestemte dybde, således at hvis jordstyrken på hver af disse fremstillingspunkter varierer væsentligt

Claims (1)

146225 ίο fra den antagne styrke af den oprindelige jordsmon ved jordbundsundersøgelsen under beregnings- eller konstruktionstrinnet for den komprimerede sandsøjle i planen for jordstabilisering, er der en fordel i, at det er muligt umiddel-5 bart at ændre beregningen af fremstillingen af hver af de komprimerede sandsøjler, hvorved stabiliseringen af det bløde jordsmon ved hjælp af de komprimerede sandsøjler kan udføres sikrere og mere økonomisk. Ved stabiliseringsarbejder på blød jord kan man i stedet 10 for sand som materiale også benytte sandagtige, kornede materialer, såsom knust sten, grus, slagge, granuleret slagge og blandingsmaterialer deraf. I disse tilfælde kan fremstillingsfremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse selvfølgelig også benyttes. 15. a t e n t k r a v. Fremgangsmåde til fremstilling af komprimerede sandsøjler i jorden, hvor et foringsrør (1) drives ned i jorden og fyldes med et søjledannende materiale, og hvor røret trækkes opad og igen drives ned til dannelse af en kompri-20 meret sandsøjle (5c) med større diameter end foringsrørets (1) udvendige diameter, kendetegnet ved, at for det første nedstikningsdybden (D) af foringsrøret (l's) nedre ende kontinuerligt måles og registreres (fig. 6a) i forhold til tiden ved hjælp af en til dette knyttet dybde-25 måler (6,7,8), og at man i tilslutning hertil ved hjælp af et styrkemåleorgan (27,28,29) for det andet ved foringsrørets indledende neddrivning måler og grafisk registrerer (fig. 6b) styrken (C) af den ubearbejdede jord på styrkeberegning- og registreringsorganer (29;19,20,17), at man for 30 det tredje efter hver sandudtømning under tryk fra foringsrørets (1) nedre ende (4) ved hver driftscyklus driver røret